铝合金挤压模设计

发布时间：2017-05-12

铝挤压成型定义

铝挤压成型是对放在模具型腔（或挤压筒）内的金属坯料施加强大的压力，迫使金属坯料产生定向塑性变形，从挤压模具的模孔中挤出，从而获得所需断面形状、尺寸并具有一定力学性能的零件或半成品的塑性加工方法。

铝挤压成型的分类

按金属塑变流动方向，挤压可以分为以下几类：

正挤压：生产时，金属流动方向与凸模运动方向相同

反挤压：生产时，金属流动方向与凸模运动方向相反

复合挤压：生产时，坯料一部分金属流动方向与凸模运动方向相同，另一部分金属流动方向与凸模运动方向相反

径向挤压：生产时，金属流动方向与凸模运动方向成90度

铝挤压成型的工艺特点

1、在挤压过程中，被挤压金属在变形区能获得比轧制锻造更为强烈和均匀的三向压缩应力状态，这就可以充分发挥被加工金属本身的塑性；

2、挤压成型不但可以生产截面形状简单的棒、管、型、线产品，还可以生产截面形状复杂的型材和管材；

3、挤压成型灵活性大，只需要更换模具等挤压工具，即可在一台设备上生产形状规格和品种不同的制品，更换挤压模具的操作简便快捷、省时、高效；

4、挤压制品的精度高，制品表面质量好，还提高了金属材料的利用率和成品率；

5、挤压过程对金属的力学性能有良好的影响；

6、工艺流程短，生产方便，一次挤压即可或得比热模锻或成型轧制等方法面积更大的整体结构件，设备投资少、模具费用低、经济效益高；

7、铝合金具有良好的挤压特性，特别适合于挤压加工，可以通过多种挤压工艺和多种模具结构进行加工。

铝挤压成型的优点

1、提高铝的变形能力。铝在挤压变形区中处于强烈的三向压应力状态，可以充分发挥其塑性，获得大变形量。

2、制品综合质量高。挤压成型可以改善铝的组织，提高其力学性能，其挤压制品在淬火时效后，纵向（挤压方向）力学性能远高于其他加工方法生产的同类产品。与轧制、锻造等加工方法相比，挤压制品的尺寸精度高、表面质量好。

3、产品范围广。挤压成型不但可以生产断面形状简单的管、棒、线材，而且还可以生产断面形状非常复杂的实心和空心型材、制品断面沿长度方向分阶段变化的和逐渐变化的变断面型材，其中许多断面形状的制品是采用其他塑性加工方法所无法成形的。挤压制品的尺寸范围也非常广，从断面外接圆直径达500-1000mm的超大型管材和型材，到断面尺寸有如火柴棒大小的超小型精密型材。

施　曩蚺删　

触臂冷挤压模设计　

天水长城电工器材厂　（甘肃７１４０００）　冯宏明　

触臂产品如图１，材料为Ｔ２Ｙ。该产品是ＶＳ１户内　

高压真空断路器的关键零件，我国电器产品中，它占有　相当的市场份额。开关类导电产品，电器性能除设计因　

素外，主要取决于触头的材质和加工质量。　

１．工艺设计　（１）国内触臂生产企业　

采用数控车床加工，原材料　选用（ｊｌ５２×ｊｌｌ９×ｌ６２）ｍｍ　的厚臂铜管，单件加工工时　合计２ｈ，单件用料２．６２５ｋｇ，　

表面粗糙度值Ｒ　＝１．６ｐ．ｍ，　

如果采用冷挤加工，挤压产　品如图２，单件加工时减至　

Ｏ．５ｈ，用料仅为１．５４　，省　

料１．１１　。因此决定采取冷　挤压力Ｉ１工工艺。　

（２）冷挤毛坯的开头　与尺寸。毛坯选用￣５０ｍｍ　图１触臂　×￣３３ｍｍ×１６２ｒａｍ的非标准铜管，如图３所示。直径　

尺寸在挤压产品的基础上，取Ｏ．３～Ｏ．５ｍｍ的间隙，便　

于坯料放人型腔；由于冷挤压过程中，材料流动和截面　受力两因素的影响，两端面特别是￣３４ｍｍ端面凹凸不　

平，因此均留２ｒａｍ的车加工量，致密量按１１％取。该　

规格的铜管，可以在铜加工厂订制，价格不变。　

图２挤压工艺图　图３毛坯图　２．冷挤压工艺分析　

该零件断面缩减率为ｅ＝４７．５％，经查阅：有色金　属许用变形程度ｅｆ＝９０％～９５％，可以一次挤出；Ｐ＝　

２６７０ＫＮ，选用３１５０Ｋｂｌ四柱液压机。　

３．模具结构及其特点　

模具结构如图４所示。上模用压板固定在液压机活动　横梁上。固定板４、上垫板２通过３一Ｍ１２，３－－４１２ｍｍ圆　柱销固定在上模板。凸模与固定板选Ｈ７／ｋ６配合，凸模３　下端面加工０３４￣１５）啪心轴导入孔　节模用压板固定　

在液压机工作台上。模套９与凹模８热装，过盈量取　Ｏ．３ｍｍ，斜度取１．５０。芯轴６取（１／６）￣锥度，便于和工　

件７分离，表面抛光，表面粗糙度值Ｒ。＝Ｏ．８ｆ唧，且在凹　

模中自动找正中心。下端面靠顶杆１１定位。　

机械设计制造　《机电技术》２００８年第３期　铝合金接线盒压铸模设计　叶荔津　（福建源光亚明电器有限公司，福建南平３５３０００）　摘要：根据接线盒铸件呈细长型，内部有两个柱子呈阶梯式排列的特点，介绍将模具设计成双侧抽芯式，短距离　抽芯一侧采用斜导柱抽芯，长距离一侧采用液压抽芯的设计要点。　关键词：细长型接线盒压铸模双侧抽芯液压抽芯斜销抽芯。　中图分类号：ＴＨ１３３．３１文献标识码：ｈ文章编号：１６７２—４８０１（２００８）０３—３３—０４　１引言　接线盒是国外农用照明灯具上的主要零件之　一用于调节不同灯泡在灯具中的位置。　－本文设计　的接线盒压铸模用于接线盒的压铸生产，由于是　一出二模，可以减轻压铸工人的劳动强度，提高　生产效率。　２铸件工艺分析　接线盒压铸件如图ｌ所示，属细长型，内有　两个呈阶梯式排列的柱子。除内侧两条长柱和两　个小固定柱外，其余的壁厚为２ｍｍ￣４ｍｍ均匀过渡。　材料为ＺＬ１０２。力学性能：０　ｂ￣２２０ＭＰａ，６≥２％，　硬度≥６０ＨＢ。正常均匀的壁厚能够满足压铸要求，　但两条长柱内部可能产生疏松。零件使用时，承　受的力不大，所以强度要求不高。但根据使用要　求，零件外表面沿轴线的各断面尺寸及形状要求　一致，内表面的脱模斜度允许为２。。零件的所有　孔，允许由铸造毛坯加工形成。　

＾ｒ　

图１接线盒结构　３压铸模设计　３．１压铸模分型面确定　由于接线盒属细长型，且有Ｍ、Ｎ两个呈阶梯　式排列的柱子（图１），外表面又要求沿轴线的各个　断面尺寸及形状保持一致，根据接线盒的结构，　要求对表面沿轴线的各断面尺寸及形状需保持一　致，因此采用双侧抽芯式设计。短距离抽芯一侧　为采用斜导柱抽芯，长距离一侧为采用液压抽芯。　由于型腔对铸件的包紧力以及铸件对型芯的包紧　力较大，为避免出模困难，并保证接线盒的外表面　质量及生产效率，以图２中的Ｄ－Ｄ面作为分型面，　一出二模。　

Ｄ　

图２分型方案　●　３．２选用压铸机　３．２．１确定比压　铝合金一般件的推荐比压范围为３０～５０￣玎Ｐａ，　这里选择４５　ＭＰａ。　３．２．２胀型力计算　（１）主胀型力计算：　＝（Ａｘ　／１０（ｋＮ）

第２９卷第１期　２０１５年３月　开封大学学报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＫＡＩＦＥＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩ　ｒＹ　Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．１　Ｍａｒ．２０１５　

铝合金反向冷挤压凹模内壁压力研究　

尹甜甜，李辉　

（开封大学机械与汽车工程学院，河南开封４７５００４）　

摘要：基于ＤＥＦＯＲＭ一３Ｄ数值模拟软件，利用５种铝合金，研究分析反挤压凹模内壁压力　

最大值与凸模单位压力之间的关系，并获得两者之间的数学表达式．利用正交实验，分析得到坯料　

高径比、摩擦状况以及挤压速度等因素对反挤压凹模内壁压力影响较小．最后进行试验验证，结果　

表明，利用数值模拟与实验这两种手段得到的公式互相吻合．　

关键词：数值模拟；铝合金；正交实验；凹模内壁压力　

中图分类号：ＴＧ３７１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—３４３Ｘ（２０１５）０１—９２—０５　

０　引言　

弄清楚挤压凹模内壁压力的大小和分布对凹模合理的设计有着至关重要的作用，它不仅直接影响模具　

的寿命，而且也是关乎经济效益的重要因素　儿　’．现有的挤压书籍多是２０世纪８０年代以前编著的，近些年　

的书籍也仅是对过去知识的整理，并未增加新的理论知识．在各种书籍中，用于计算凸模单位挤压力的公式　

很多　儿　，而对于凹模内壁受力情况的研究并未有多大的进展　儿　．在设计凹模时，首先要考虑其安全性．　

一般认为，凹模内壁压力等于凸模最大单位挤压力，而且它是沿凹模型腔高度方向均匀分布的．然而，经实验　

研究，作用在凹模任一点上的压应力始终小于凸模的单位挤压力，那么将凸模单位挤压力作为衡量凹模受力　

和进行强度计算的依据就具有很大的盲目性．因此，要通过某种方法寻找到凹模内壁压力与凸模单位压力的　

关系，这样就可将计算凹模内壁压力转换成求解凸模单位压力．　

计算机的发展使有限元法获得了广泛的应用，它对塑性成形问题的求解起着推动作用．利用数值模拟技　

术分析塑性成形问题，可解决物理模拟带来的费用高、周期长的难题　Ｉ（Ｈ，．同时，利用数值模拟技术还可以